模板法制备煤焦化副产物基多孔炭及其储电性能

发布时间：2022-07-07 10:34

　　超级电容器是一种重要的能源存储装置。由于具有高的功率密度、短的充电时间和卓越的循环稳定性等优点,超级电容器已经被广泛的应用于混合动力汽车、高功率的工业设备和电子产品等领域中。超级电容器的性能主要取决于电极材料的性能。目前,活性炭是最主要的商用超级电容器用电极材料。然而,活性炭中存在着一些长的和歪曲的孔道,这些孔道不能够被电解液离子接触到,导致了活性炭电极差的速率性能和低的容量。本文主要通过模板策略来调控炭材料的孔结构和微观形貌,进而获得高性能的超级电容器用多孔炭材料。所得结论如下:以五水碱式碳酸镁作为模板,蒽油为碳源,KOH为活化剂,通过简单的一步加热策略制备了蒽油基多孔炭（APCs）。随着模板从6 g增加到12 g,APCs的形貌由片状转变为中空球壳状,相应的比表面积从1574 m~2 g^-1下降到384 m~2g^-1。将APC₆作为超级电容器电极,在0.05 A g^-1电流密度下,比容为306 F g^-1;在20 A g^-1下,比容为230 F g

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 前言
    1.2 超级电容器简介
        1.2.1 超级电容器的分类及工作原理
        1.2.2 新型结构的超级电容器
    1.3 超级电容器用炭材料
        1.3.1 常见的炭基电极材料
        1.3.2 影响炭基电极材料电化学性能的因素
    1.4 多孔炭材料的制备方法
    1.5 选题背景及研究内容
第二章 实验部分
    2.1 试剂与实验仪器
        2.1.1 试剂
        2.1.2 仪器
    2.2 表征方法
        2.2.1 热重分析
        2.2.2 扫描电子显微镜
        2.2.3 透射电子显微镜
        2.2.4 比表面积测试
        2.2.5 X射线光电子能谱
        2.2.6 拉曼光谱
    2.3 电化学性能分析方法
        2.3.1 循环伏安分析
        2.3.2 恒流充放电分析
        2.3.3 交流阻抗分析
第三章 蒽油基多孔炭的制备及其储电性能
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 蒽油基多孔炭的制备
        3.2.2 电极片制备与纽扣式电容器组装
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 五水碱式碳酸镁的热重和透射电镜图分析
        3.3.2 扫描和透射电镜图分析
        3.3.3 比表面积和孔结构分析
        3.3.4 X射线光电子能谱分析
        3.3.5 Raman光谱分析
        3.3.6 循环伏安分析
        3.3.7 恒流充放电分析
        3.3.8 交流阻抗分析
        3.3.9 循环稳定性分析
    3.4 本章小结
第四章 煤焦油基多孔炭的制备及其储电性能
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 煤焦油基多孔炭的制备
        4.2.2 电极片制备与纽扣式电容器组装
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 制备机理分析
        4.3.2 扫描和透射电镜图分析
        4.3.3 高倍率透射电镜图分析
        4.3.4 比表面积和孔结构分析
        4.3.5 X射线光电子能谱分析
        4.3.6 Raman光谱分析
        4.3.7 循环伏安分析
        4.3.8 恒流充放电分析
        4.3.9 交流阻抗分析
        4.3.10 循环稳定性分析
    4.4 本章小结
第五章 相互连接的片状多孔炭的制备及其储电性能
    5.1 引言
    5.2 实验
        5.2.1 相互连接的片状多孔炭的制备
        5.2.2 电极片制备与纽扣式电容器组装
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 热重分析
        5.3.2 制备机理分析
        5.3.3 扫描电镜图分析
        5.3.4 透射电镜图分析
        5.3.5 比表面积和孔结构分析
        5.3.6 X射线光电子能谱分析
        5.3.7 Raman光谱分析
        5.3.8 循环伏安分析
        5.3.9 恒流充放电分析
        5.3.10 交流阻抗分析
        5.3.11 循环稳定性分析
        5.3.12 电子/离子传输机制分析
    5.4 本章小结
第六章 结论、创新点和展望
    6.1 论文主要结论
    6.2 论文创新点
    6.3 论文展望
参考文献
攻读硕士期间论文及专利的发表情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Recent advances in graphene-based planar micro-supercapacitors for on-chip energy storage[J]. Zhong-Shuai Wu,Xinliang Feng,Hui-Ming Cheng.  National Science Review. 2014(02)



本文编号：3656265